一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的方法及 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 載重監(jiān)控是車輛運(yùn)輸行業(yè)不可缺少的內(nèi)容，在道路管理、安全監(jiān)管方面具有重要 的意義，傳統(tǒng)上車輛載重監(jiān)控采用重力傳感器來實(shí)現(xiàn)，但由于車輛載重一般非常大，且車輛 運(yùn)行期間存在巨大的上下重力震動(dòng)不斷作用于接觸式的重力傳感器上，使得重力傳感器很 容易損壞，這種載重監(jiān)控使用壽命短，且更換與維護(hù)的成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的方 法，實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)車輛載重監(jiān)控的使用壽命，降低更換與維護(hù)成本，同時(shí)保證了對(duì)車輛載重估算 的精度。
[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載 的方法，通過采集車輛行駛過程中風(fēng)速和坡度，并根據(jù)汽車運(yùn)動(dòng)做功的功率平衡原理估算 出車輛質(zhì)量，從而判斷車輛是否超載，所述方法包括如下步驟：
[0005] 步驟10、啟動(dòng)車輛，清空緩存；
[0006] 步驟20、每間隔時(shí)間采集一次車輛數(shù)據(jù)存入緩存；
[0007] 步驟30、判斷當(dāng)前采樣是否為首次采樣，若是，則返回步驟20;否則，根據(jù)當(dāng)前采 樣的車輛數(shù)據(jù)和上一次采樣的車輛數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前加速度，獲得到一記錄，所述記錄包括加 速度和車輛數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟40 ;
[0008] 步驟40、判斷緩存中是否存在與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄，若存在，則將 所有與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄數(shù)據(jù)逐一和當(dāng)前記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，每一關(guān)鍵點(diǎn) 對(duì)計(jì)算出一車輛質(zhì)量，并將計(jì)算得到的車輛質(zhì)量存入緩存，且將當(dāng)前記錄標(biāo)記為歷史記錄 后存入緩存；否則，將當(dāng)前記錄標(biāo)記為歷史記錄并存入緩存；
[0009] 步驟50、判斷車輛是否停止，若車輛停止，則判斷緩存中是否存在車輛質(zhì)量數(shù)據(jù)， 若存在，則對(duì)緩存中所有車輛質(zhì)量取中值，得到該次啟停過程中的車輛質(zhì)量估算值，進(jìn)入步 驟60,若不存在，則結(jié)束流程；若車輛未停止，則返回步驟20 ;
[0010] 步驟60、判斷車輛質(zhì)量估算值是否大于預(yù)設(shè)車輛載重值，是，則判為超載；否，則 判為正常載重。
[0011] 進(jìn)一步的，所述車輛數(shù)據(jù)包括采樣時(shí)刻、從CAN總線上采集的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、車 速、風(fēng)速傳感器采集到的車輛迎面的風(fēng)速以及角度傳感器采集到的的車輛所在坡度。
[0012] 進(jìn)一步的，構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的條件包括：一、當(dāng)前記錄中的采樣時(shí)間和歷史記錄中的 采樣時(shí)間的時(shí)間差小于一預(yù)設(shè)值；二、所述當(dāng)前記錄中的車速和歷史記錄中的車速相等； 三、所述當(dāng)前記錄中的加速度與歷史記錄中的加速度不相等。
[0013] 進(jìn)一步的，所述步驟40中車輛質(zhì)量的計(jì)算方式具體為：設(shè)當(dāng)前記錄R= {P，u，uw， i，a，t}，歷史記錄札={Ppupils，ipaptj，其中，t和1^分別為當(dāng)前記錄和歷史記錄的采 樣時(shí)刻，P、u、uw、i、a分別為t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度，PpUl、uwl、 ii、分別為ti時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度；
[0014] 將當(dāng)前記錄中和歷史記錄中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，i^，ai代入以下車輛質(zhì)量公式 計(jì)算得到待估算的車輛質(zhì)量m:
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟： 步驟10、啟動(dòng)車輛，清空緩存； 步驟20、每間隔時(shí)間采集一次車輛數(shù)據(jù)存入緩存； 步驟30、判斷當(dāng)前采樣是否為首次采樣，若是，則返回步驟20 ;否則，根據(jù)當(dāng)前采樣的 車輛數(shù)據(jù)和上一次采樣的車輛數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前加速度，獲得到一記錄，所述記錄包括加速度 和車輛數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟40; 步驟40、判斷緩存中是否存在與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄，若存在，則將所有 與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄數(shù)據(jù)逐一和當(dāng)前記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，每一關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)計(jì) 算出一車輛質(zhì)量，并將計(jì)算得到的車輛質(zhì)量存入緩存，且將當(dāng)前記錄標(biāo)記為歷史記錄后存 入緩存；否則，將當(dāng)前記錄標(biāo)記為歷史記錄并存入緩存； 步驟50、判斷車輛是否停止，若車輛停止，則判斷緩存中是否存在車輛質(zhì)量數(shù)據(jù)，若存 在，則對(duì)緩存中所有車輛質(zhì)量取中值，得到該次啟停過程中的車輛質(zhì)量估算值，進(jìn)入步驟 60,若不存在，則結(jié)束流程；若車輛未停止，則返回步驟20 ; 步驟60、判斷車輛質(zhì)量估算值是否大于預(yù)設(shè)車輛載重值，是，則判為超載；否，則判為 正常載重。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：所述車輛數(shù)據(jù)包括采樣時(shí)刻、從CAN總線上采集的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、車速、風(fēng)速傳感器 采集到的車輛迎面的風(fēng)速以及角度傳感器采集到的的車輛所在坡度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的條件包括：一、當(dāng)前記錄中的采樣時(shí)間和歷史記錄中的采樣時(shí)間的時(shí) 間差小于一預(yù)設(shè)值；二、所述當(dāng)前記錄中的車速和歷史記錄中的車速相等；三、所述當(dāng)前記 錄中的加速度與歷史記錄中的加速度不相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：所述步驟40中車輛質(zhì)量的計(jì)算方式具體為：設(shè)當(dāng)前記錄R= {P，u，uw，i，a，t}，歷史記 錄札={Pi，Upuwl，ipaptj，其中，t和心分別為當(dāng)前記錄和歷史記錄的采樣時(shí)亥lj，P、u、 uw、i、a分別為t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度，PpUl、uwl、ipai分別為 h時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度； 將當(dāng)前記錄中和歷史記錄中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，ipai代入以下車輛質(zhì)量公式計(jì)算 得到待估算的車輛質(zhì)量m:
其中，g為重力加速度，為常量；CD為空氣阻力系數(shù)，為常數(shù);A為車輛迎風(fēng)面積，為已知 量；S為該車的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為常量。
5. -種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括： 車輛啟動(dòng)模塊：用于啟動(dòng)車輛，清空緩存； 車輛數(shù)據(jù)采集模塊：用于每間隔時(shí)間采集一次車輛數(shù)據(jù)存入緩存； 獲取記錄模塊：用于判斷當(dāng)前采樣是否為首次采樣，若是，則返回車輛數(shù)據(jù)采集模塊繼 續(xù)采樣；否則，根據(jù)當(dāng)前采樣的車輛數(shù)據(jù)和上一次采樣的車輛數(shù)據(jù)獲得當(dāng)前加速度，獲得到 一記錄，所述記錄包括加速度和車輛數(shù)據(jù)； 車輛質(zhì)量計(jì)算模塊：用于判斷緩存中是否存在與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄， 若存在，則將所有與當(dāng)前記錄構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的歷史記錄數(shù)據(jù)逐一和當(dāng)前記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì) 算，每一關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)計(jì)算出一車輛質(zhì)量，并將計(jì)算得到的車輛質(zhì)量存入緩存，且將當(dāng)前記錄標(biāo) 記為歷史記錄后存入緩存；否則，將當(dāng)前記錄標(biāo)記為歷史記錄并存入緩存； 車輛質(zhì)量濾波模塊：用于判斷車輛是否停止，若車輛停止，則判斷緩存中是否存在車輛 質(zhì)量數(shù)據(jù)，若存在，則對(duì)緩存中所有車輛質(zhì)量取中值，得到該次啟停過程中的車輛質(zhì)量估算 值，進(jìn)入超載判斷模塊，若不存在，則結(jié)束流程；若車輛未停止，則返回車輛數(shù)據(jù)采集模塊繼 續(xù)米樣； 以及超載判斷模塊：用于判斷車輛質(zhì)量估算值是否大于預(yù)設(shè)車輛載重值，是，則判為超 載；否，則判為正常載重。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：所述車輛數(shù)據(jù)包括采樣時(shí)刻、從CAN總線上采集的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率、車速、風(fēng)速傳感器 采集到的車輛迎面的風(fēng)速以及角度傳感器采集到的的車輛所在坡度。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：構(gòu)成關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)的條件包括：一、當(dāng)前記錄中的采樣時(shí)間和歷史記錄中的采樣時(shí)間的時(shí) 間差小于一預(yù)設(shè)值；二、所述當(dāng)前記錄中的車速和歷史記錄中的車速相等；三、所述當(dāng)前記 錄中的加速度與歷史記錄中的加速度不相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用風(fēng)速與角度傳感器監(jiān)控車輛超載的方法，其特征在 于：所述車輛質(zhì)量計(jì)算模塊中對(duì)車輛質(zhì)量的計(jì)算方式具體為：設(shè)當(dāng)前記錄R= {P，u，uw，i， a，t}，歷史記錄札={PpUpuwl，i^，a。tj，其中，t和tj別為當(dāng)前記錄和歷史記錄的采 樣時(shí)刻，P、u、uw、i、a分別為t時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度，PpUl、uwl、 ii、分別為ti時(shí)刻對(duì)應(yīng)的輸出功率、車速、風(fēng)速、坡度和加速度； 將當(dāng)前記錄中和歷史記錄中的P，u，uw，i，a;Pi，uwl，i^，ai代入以下車輛質(zhì)量公式計(jì)算 得到待估算的車輛質(zhì)量m:
其中，g為重力加速度，為常量；CD為空氣阻力系數(shù)，為常數(shù);A為車輛迎風(fēng)面積，為已知 量；S為該車的車輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為常量。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的方法，通過采集車輛行駛過程中風(fēng)速和坡度，并根據(jù)汽車運(yùn)動(dòng)做功的功率平衡原理估算出車輛質(zhì)量，從而判斷車輛是否超載。本發(fā)明還提供一種利用風(fēng)速與角度監(jiān)控車輛超載的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：車輛啟動(dòng)模塊、車輛數(shù)據(jù)采集模塊、獲取記錄模塊、車輛質(zhì)量計(jì)算模塊、車輛質(zhì)量濾波模塊以及超載判斷模塊。本發(fā)明通過風(fēng)速與角度傳感器替代重力傳感器對(duì)車輛載重進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可避免使用重力傳感器時(shí)因長(zhǎng)期載重大與上下震動(dòng)對(duì)重力傳感器的損壞的問題，在一定程度上延長(zhǎng)了車輛載重監(jiān)控的使用壽命，降低了更換與維護(hù)成本，同時(shí)保證了對(duì)車輛載重估算的精度。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號(hào)】CN104574957
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410809695
【發(fā)明人】涂巖愷, 呂偉煌, 譚芳慧, 王劍明, 繆智華
【申請(qǐng)人】廈門雅迅網(wǎng)絡(luò)股份有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月23日